專利名稱：一種噪聲功率的估計方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)，特別涉及一種噪聲功率的估計方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
在常用的變換域噪聲功率估計方法中，當信號在時域信道中傳送的時候，會受到 各種干擾以及接收機熱噪聲的影響，而這些影響能在時域的信道沖激響應(yīng)中得以體現(xiàn)。通 常認為時域的信道沖擊響應(yīng)是信號、干擾以及熱噪聲共同作用的結(jié)果，由于信道的多徑傳 播，在多徑時延擴展內(nèi)的多徑對應(yīng)的信道抽頭是信號、干擾和熱噪聲共同的結(jié)果，而其他位 置的信道抽頭就是干擾和熱噪聲共同作用的結(jié)果，并且從統(tǒng)計的角度來看，后者的功率小 于前者，因此通過門限值過濾可以得到干擾和熱噪聲對應(yīng)的信道沖激響應(yīng)抽頭，繼而可以 得到干擾和噪聲的功率。該方案的不足在于由于對信道沖擊響應(yīng)是在時域進行加窗，所以存在Gibbs現(xiàn) 象，多徑信號的能量會泄露到窗之外，因此在高信噪比時該算法有較高的誤差平臺(error floor)ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供了一種噪聲功率的估計方法及設(shè)備，用于提高 噪聲功率估計的準確性。本發(fā)明實施例中提供了一種噪聲功率的估計方法，包括如下步驟獲取頻域信道估計值；對頻域信道估計值進行離散傅立葉逆變換IDFT變換后獲得時域信道響應(yīng)值；根據(jù)時域信道響應(yīng)值計算噪聲功率。較佳地，進一步包括對頻域信道估計值進行抑制時域信號能量泄漏的預(yù)處理；對預(yù)處理后的頻域信道估計值進行IDFT變換后獲得時域信道響應(yīng)值。較佳地，在獲得時域信道響應(yīng)值后，進一步包括根據(jù)信道質(zhì)量選擇噪聲門限值；用小于噪聲門限值的抽頭計算噪聲功率。本發(fā)明實施例中提供了一種噪聲功率的估計設(shè)備，包括頻域獲取模塊，用于獲取頻域信道估計值；時域獲取模塊，用于對頻域信道估計值進行IDFT變換后獲得時域信道響應(yīng)值；噪聲功率模塊，用于根據(jù)時域信道響應(yīng)值計算噪聲功率。較佳地，進一步包括預(yù)處理模塊，用于對頻域信道估計值進行抑制時域信號能量泄漏的預(yù)處理；時域獲取模塊進一步用于對預(yù)處理后的頻域信道估計值進行IDFT變換后獲得時 域信道響應(yīng)值。
較佳地，進一步包括門限值模塊，用于在獲得時域信道響應(yīng)值后，根據(jù)信道質(zhì)量選擇噪聲門限值；噪聲功率模塊進一步用于用小于噪聲門限值的抽頭計算噪聲功率。本發(fā)明有益效果如下在本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案中，由于可以抑制時域信號能量的泄漏，和/或， 根據(jù)對鏈路質(zhì)量的預(yù)判斷，可以動態(tài)的調(diào)整噪聲門限值，因此能夠有效的提高噪聲功率估 計的精度。


圖1為本發(fā)明實施例中噪聲功率的估計方法實施流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中抑制時域信號能量泄漏以及預(yù)判斷用以動態(tài)的調(diào)整門限 值結(jié)合后的噪聲功率的估計實施示意框圖；圖3為本發(fā)明實施例中噪聲功率的估計設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用)系統(tǒng)中信 道估計(線性最小均方誤差信道估計)、信號檢測以及信噪比測量等都需要利用噪聲功率， 因此如何快速準確地測量噪聲功率是一個難題，本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案針對OFDM 系統(tǒng)提出了噪聲功率估計的方案，較傳統(tǒng)的噪聲估計有較大的性能提升。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行說明。圖1為噪聲功率的估計方法實施流程示意圖，如圖所示，可以包括如下步驟步驟101、獲取頻域信道估計值；步驟102、對頻域信道估計值進行 IDFTGnverse Discrete Fourier Transform, 離散傅立葉逆變換)變換后獲得時域信道響應(yīng)值；步驟103、根據(jù)時域信道響應(yīng)值計算噪聲功率。具體實施中，本發(fā)明的主要構(gòu)思是一方面通過對頻域信道估計進行變換操作，來 有效的抑制時域信號能量泄漏問題；另一方面通過對信道質(zhì)量進行預(yù)判斷，動態(tài)的調(diào)整門 限值對噪聲和干擾抽頭進行過濾，從而可以計算得到干擾和噪聲的功率也即，一方面在實施中可以進一步包括對頻域信道估計值進行抑制時域信號能量泄漏的預(yù)處理；對預(yù)處理后的頻域信道估計值進行IDFT變換后獲得時域信道響應(yīng)值。另一方面在實施中在獲得時域信道響應(yīng)值后，可以進一步包括
根據(jù)信道質(zhì)量選擇噪聲門限值；用小于噪聲門限值的抽頭計算噪聲功率。1、對于抑制時域信號能量泄漏的具體實施?？梢园▽︻l域信道估計值#進行翻轉(zhuǎn)得到# ；將j^與#合并成新的信道矩陣 H = [#>#.]
進一步的實施中，對預(yù)處理后的頻域信道估計值進行IDFT變換后獲得時域信道 響應(yīng)值，可以包括對存進行IDFT變換，得到信道估計的時域信道響應(yīng)值。在實施例中選用了反轉(zhuǎn)的處理方式，這是因為該方式相對于其它方式計算復(fù)雜度 很低；但是，從理論上來說，用其它的任何可以抑制時域信號能量泄漏的方式也是可以的， 例如，在頻域進行加窗處理，這種方式雖然在大帶寬下性能不十分突出，但是對于小帶寬情 況下的性能改善則較明顯，因此，上述反轉(zhuǎn)的處理方式僅用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員具體如 何實施本發(fā)明，但不意味僅能使用該方式，實施過程中可以結(jié)合實踐需要來確定相應(yīng)的預(yù) 處理方式。2、對于預(yù)判斷用以動態(tài)的調(diào)整門限值的具體實施。在確定信道質(zhì)量時，可以包括獲取時域信道響應(yīng)值的功率；根據(jù)初始的噪聲窗確定位置集合；根據(jù)位置集合以及時域信道響應(yīng)值的功率確定參考的噪聲功率；搜索時域信道估計功率的最大值；確定信道質(zhì)量為功率的最大值與參考的噪聲功率的比值。具體實施中，可以如下獲取時域信道響應(yīng)值的功率P ；根據(jù)初始的噪聲窗確定位置集合為Ω = (N1 < η < N21 0 < N1 < N2 < 2Ν_1}，具 體實施中，例如，W可以為符號的前端的CP(Cyclic Prefix，循環(huán)前綴)長度，N2可以為符 號的后端的CP/2長度；通常情況下可以取這個值，但并不意味著僅能選取該值，事實上這 個值也可能不是最佳值，具體的選值需要根據(jù)具體情況而定。根據(jù)位置集合以及時域信道響應(yīng)值的功率確定參考的噪聲功率為 Nr
權(quán)利要求
1.一種噪聲功率的估計方法，其特征在于，包括如下步驟 獲取頻域信道估計值；對頻域信道估計值進行離散傅立葉逆變換IDFT變換后獲得時域信道響應(yīng)值； 根據(jù)時域信道響應(yīng)值計算噪聲功率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括 對頻域信道估計值進行抑制時域信號能量泄漏的預(yù)處理；對預(yù)處理后的頻域信道估計值進行IDFT變換后獲得時域信道響應(yīng)值。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對頻域信道估計值進行抑制時域信號能量 泄漏的預(yù)處理，包括對頻域信道估計值#進行翻轉(zhuǎn)得到I0^fj^與#合并成新的信道矩陣 H = [#>#.]O
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，對預(yù)處理后的頻域信道估計值進行IDFT變 換后獲得時域信道響應(yīng)值，包括對^進行IDFT變換，得到信道估計的時域信道響應(yīng)值。
5.如權(quán)利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，在獲得時域信道響應(yīng)值后，進一步 包括根據(jù)信道質(zhì)量選擇噪聲門限值； 用小于噪聲門限值的抽頭計算噪聲功率。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，確定信道質(zhì)量，包括 獲取時域信道響應(yīng)值的功率；根據(jù)初始的噪聲窗確定位置集合；根據(jù)位置集合以及時域信道響應(yīng)值的功率確定參考的噪聲功率； 搜索時域信道估計功率的最大值； 確定信道質(zhì)量為功率的最大值與參考的噪聲功率的比值。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于， 獲取時域信道響應(yīng)值的功率P ；根據(jù)初始的噪聲窗確定位置集合為Ω = (N1 < η < N21 0 < N1 < N2 < 2Ν-1}； 根據(jù)位置集合以及時域信道響應(yīng)值的功率確定參考的噪聲功率為N f =^！^V Pref N2 - N1 tL “.5搜索時域信道估計功率的最大值為Pmax = max (pn)； 確定功率的最大值與參考的噪聲功率的比值為SNR = Pmax/Nref0
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)信道質(zhì)量選擇噪聲門限值，包括 根據(jù)功率的最大值與參考的噪聲功率的比值選擇噪聲門限根據(jù)選擇的噪聲門限、功率的最大值與參考的噪聲功率計算噪聲門限值。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，根據(jù)信道質(zhì)量選擇噪聲門限值，包括 根據(jù)功率的最大值與參考的噪聲功率的比值選擇相應(yīng)的噪聲門限為當 SNR < y0, th = α。，或 SNR< γ 1； th = Q1......或 SNR < yK_1 th = aK_17^th=α κ，其中，Y0 < Y ι < L < Y Η，a 0 > α 丨 > L > a κ ；根據(jù)選擇的噪聲門限、功率的最大值與參考的噪聲功率計算噪聲門限值為threshold =π η(μΡ_，thXNref)，其中，0 < μ 彡 1。
10.一種噪聲功率的估計設(shè)備，其特征在于，包括 頻域獲取模塊，用于獲取頻域信道估計值；時域獲取模塊，用于對頻域信道估計值進行IDFT變換后獲得時域信道響應(yīng)值； 噪聲功率模塊，用于根據(jù)時域信道響應(yīng)值計算噪聲功率。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，進一步包括預(yù)處理模塊，用于對頻域信道估計值進行抑制時域信號能量泄漏的預(yù)處理； 時域獲取模塊進一步用于對預(yù)處理后的頻域信道估計值進行IDFT變換后獲得時域信 道響應(yīng)值。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，預(yù)處理模塊進一步用于在對頻域信道估 計值進行抑制時域信號能量泄漏的預(yù)處理時，對頻域信道估計值#進行翻轉(zhuǎn)得到后，將^^與#0合并成新的信道矩陣& =。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，時域獲取模塊進一步用于在對預(yù)處理后 的頻域信道估計值進行IDFT變換后獲得時域信道響應(yīng)值時，對^進行IDFT變換，得到信道 估計的時域信道響應(yīng)值。
14.如權(quán)利要求10至13任一所述的設(shè)備，其特征在于，進一步包括門限值模塊，用于在獲得時域信道響應(yīng)值后，根據(jù)信道質(zhì)量選擇噪聲門限值； 噪聲功率模塊進一步用于用小于噪聲門限值的抽頭計算噪聲功率。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，門限值模塊進一步用于在確定信道質(zhì)量 時，包括功率單元，用于獲取時域信道響應(yīng)值的功率； 位置單元，用于根據(jù)初始的噪聲窗確定位置集合；參考的噪聲功率單元，用于根據(jù)位置集合以及時域信道響應(yīng)值的功率確定參考的噪聲 功率；功率的最大值單元，用于搜索時域信道估計功率的最大值； 質(zhì)量確定單元，用于確定功率的最大值與參考的噪聲功率的比值為信道質(zhì)量。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于， 功率單元進一步用于獲取時域信道響應(yīng)值的功率P ;位置單元進一步用于根據(jù)初始的噪聲窗確定位置集合為Ω = {Nl < η < N2Io < N1 < N2 < 2Ν-1}；參考的噪聲功率單元進一步用于根據(jù)位置集合以及時域信道響應(yīng)值的功率確定參考 的噪聲功率為
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，門限值模塊進一步用于在根據(jù)信道質(zhì)量 選擇噪聲門限值時，根據(jù)功率的最大值與參考的噪聲功率的比值選擇噪聲門限根據(jù)選擇 的噪聲門限、功率的最大值與參考的噪聲功率計算噪聲門限值。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，門限值模塊進一步用于根據(jù)功率的最大 值與參考的噪聲功率的比值選擇相應(yīng)的噪聲門限為當 SNR < y0, th = α。，或 SNR< γ 1； th = Q1......或 SNR < yK_1 th = aK_17^th=α κ，其中，Y0 < Y ι < L < Y Η，a 0 > α 丨 > L > a κ ；根據(jù)選擇的噪聲門限、功率的最大值與參考的噪聲功率計算噪聲門限值為threshold =π η(μΡ_，thXNref)，其中，O < μ 彡 1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種噪聲功率的估計方法及設(shè)備，包括獲取頻域信道估計值；對頻域信道估計值進行離散傅立葉逆變換后獲得時域信道響應(yīng)值；根據(jù)時域信道響應(yīng)值計算噪聲功率。本發(fā)明能夠有效的提高噪聲功率估計的精度。
文檔編號H04L25/02GK102075465SQ20111003782
公開日2011年5月25日 申請日期2011年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月14日
發(fā)明者張凌雁, 戴曉明, 黃琛 申請人:電信科學(xué)技術(shù)研究院